Transcript 2. Kovalentna Vrska - Dr rer. nat. Rubin Gulaboski

Hemiski Vrski
Jonska, Kovalentna i Vodorodna Vrska
Zna~i, vo ovaa lekcija treba da nau~ime
-Zo{to atomite na razli~nite hemiski elementite reagiraat i kako doa|a do
nivno svrzuvawe:
-Koi se silite {to atomite gi dr`at zaedno vo soedinenijata?
Elektronite na golem broj od elementite, koga se vo osnovna
sostojba, poseduvaat golema potencijalna energija za da vlezat
vo hemiska reakcija.
Kako i sekoj eden objekt vo prirodata, taka i hemiskite
elementi se stremat da ja namalat svojata potencijalna energija
i da dojdat vo edna stabilna energetska sostojba. A stabilna
sostojba kaj hemiskite elementi ,e, vo su{tina, stabilna
elektronska konfiguracija {to ja imaat Blagorodnite gasovi.
Toa zna~i, sekoj element se svrzuva vo soedinenija so cel da dojde
vo sostojba vo koja bi imal Najniska mo`na energija.
Pod Stabilna elektronska sostojba vo hemijata
se podrazbira sostojba na stabilen OKTET, odnosno sostojba na
celosno popolneti elektronski orbitali vo posledniot elektronski
sloj.
Toa e elektronskata konfiguracija {to vsu{nost ja imaat
Blagorodnite gasovi He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
Primeri za golema
potencijalna energija
Sostojba na stabilen oktet
Imaat inertnite (blagorodni) gasovi-isklu~itelno
nereaktivni-energetskite orbitali vo posledniot
elektronski sloj im se celosno potpolneti so elektroni
1. Jonska Vrska


e rezultat na elektrostatsko “+ -”
privlekuvawe na joni koi imaat
sprotiven polne`.
Primer-sozdavawe na NaCl od
elementarni Na i Cl
Jonskite soedinenija imaat strogo definirana kristalna struktura
Zapomni: jonskite soedinenija
NE POSTOJAT kako MOLEKULI.
Kaj jonskite soedinenija postojat strukturni edinki vo koi sekoj
pozitiven jon e opkru`en so opredelen broj na
negativni joni, i obratno.
Obi~no jonskite soedinenija se dobro rastvorlivi vo voda, isklu~itelno
cvrsti, so visoki temperaturi na topewe
Joni na preodnite metali-vo najgolem del se oboeni
Cr+3
Fe+2
Mn+2
Co+2
Fe+3
Ni+2
Cu+2
Zn+2
Ne site soedinenija vo prirodata se Jonski.
Zatoa, potrebno bilo razrabotka na druga teorija da se
objasnat vrskite kaj nejonskite soedinenija
-Sloev Model na Atomot-e prv ~ekor kon objasnuvaweto na
kovalentnata vrska kaj soedinenijata
G.N.Lewis
1875-1946
Lewis-ovi Simboli-elementite
se prika`uvaat zaedno so svoite
valetni elektroni = Grupa A #
Atomite, spored Lewis, se prika`uvaat so nivnite hemiski simboli
i so to~ki okolu simbolot, koi se vsu{nost VALENTNITE
ELEKTRONI od posledniot elektronski sloj na toj atom.
Valentni elektroni, rekovme, se onie elektroni {to u~estvuvaat
vo gradeweto na hemiskite vrski, i tie se elektronite od
posledniot elektronski sloj.
Lewis-ov Simbol za sulfur
Primer: Sulfur => S
Smesten e vo Grupata VIA
zna~i ima 6 valentni elektroni
.
: S :
.
Lewis-ovi Elektronski simboli za nekoi hemiski
elementi
-zapamti-brojot na valentnite elektroni se sovpa|a
so brojot na grupata vo koja elementot e smesten
vo periodniot sistem
2. Kovalentna
Vrska
-e rezultat na delba na elektroni pome|u istorodni ili
razli~ni atomi, so cel da se dobie stabilna 8elektronska konfiguracija vo posledniot
elektronski sloj.
-Sekoj atom u~estvuva so po eden (ili pove}e)
elektron(i) vo kreiraweto na vrskata. Elektronite
{to se delat pripa|aat istovremeno i na dvata atomi
{to u~estvuvaat vo formiraweto na taa kovalentna
vrska. Primer, formirawe na
Molekula na Cl2 od dva atomi na Cl. (Sekoj atom
na Cl ima 7 valentni elektroni).
..
..
:Cl. + .Cl: 
..
..
..
..
:Cl:Cl: ili nakratko, Cl-Cl, kade “:” = “-”
..
..
Praviloto na STABILEN OKTET
postoi i kaj kovalentnata vrska
H: 1s1
H: 1s1
Definicija: Pri formiraweto na
kovalentnite soedinenija
atomite {to ja gradat vrskata
O: 1s22s22p4
spodeluvaat parovi od elektroni,
Da go razgledame formiraweto na soedinenieto voda od elementarni atomi na
taka {to nivnite
vodorod i kislorod. Sekoj atom na vodorod ima elektronska konfiguracija 1s1
(vodorodot ima samo eden elektron). Za da dobie elektronska konfiguracija na
valentni
inerten gas najblizok do nego, a toa e He (He ima elektronska konfiguracija 1s2),
vodorodot treba da ima u{te eden elektron vo svojot sostav. Kislorodot pak, ima
elektronski
konfiguracija 1s2 2s2 2p4. Zna~i, toj vo posledniot elektronski sloj ima 6
sloevi postignat
valentni elektroni. Za da dojde do sostojba na stabilen oktet, mu nedostasuvaat
u{te 2 elektroni. Taka, dva atomi na vodorod i eden atom na kislorod vleguvaat
stabilna
vo reakcija, pri {to doa|a do spodeluvawe na po eden par elektroni (po eden
elektron od sekoj atom na vodorod i dva elektroni od atomot na kislorod), i
konfiguracija
pritoa se formiraat dve kovalentni vrski. Zaedni~kite elektronski parovi pripa|aat
podednakvo i na atomite na vodorod i na kislorodot. Na toj na~in, sekoj atom na
od osum elektroni.
vodorod }e ima po dva elektroni (taka }e dobie stabilna konfiguracija na
intertniot gas He), a kislorodot }e ima 8 elektroni vo posledniot elektronski sloj
(ili elektronska konfiguracija na blagoroden gas N e). Na takov na~in se
objasnuva postoeweto na kovalentite vrski.
H
O
H
Zaedni~ki elektroni od Kovalentna vrska kaj
molekulata na voda-{ematski prikaz na kreirawe i egzistirawe
na kovalentna vrska kaj vodata
Zapomni: Kovalentnata
-e rezultat na delba na elektroni pome|u istorodni
Vrskaili razli~ni atomi, so cel da se dobie stabilna 8elektronska konfiguracija vo posledniot
elektronski sloj.
..
: Cl.
..
..
. Cl:
..
Kriva na potencijalnata energija na H2-ni ka`uva deka povrzuvaweto na
dva atomi od vodorod doveduva do obrazuvawe na molekula od H2 koja
ima mnogu poniska potencijalna energija.t.e. e H2 molekulata e mnogu
postabilno soedinenie otkolku elementarnite atomi na vodorod H
Nekoi Lewis-ovi Strukturi na
kovalentni soedinenija-{ematsko
pretstavuvawe
CH4 metan
1 C i 4 H atomi
CO2
jaglerod dioksid
..
..
: O :: C :: O :
Lewis-ovi Strukturi
C2H6
CO
etan
jaglerod monoksid
: C ::: O :
Isklu~oci od praviloto za oktet
NO azot monoksid
..
..
.N :: O:
..
..
.N :: O:
Isklu~oci od praviloto za oktet
Pro{iren oktet
Fosfor penta fluorid
PF5
Pove}ekratni kovalentni vrski
Dvojna vrska => 2 para na spodeleni
elektroni
Trojna vrska => 3 para na spodeleni
elektroni
Obi~no se sre}ava kaj:
C atomite; N atomite; O atomite;
C atomite i N, O ili S atomite
N atomite i O ili S atomite
S atomite i O atomite
Pove}ekratni kovalentni vrski
Molekularni supstanci so kovalentna vrska
Glavno se te{ko rastvorlivi vo voda, rastvorlivi se vo organski
rastvoruva~i, ne sporeveduvaat elektricitet, so relativno niski
temperaturi na topewe i ne se premnogu cvrsti
Jodoform
Jaglen tetrahlorid
Komparacija na svojstvata
me|u jonskite i
kovalentnite soedinenija
Gotvarska
sol
Jonski soedinenija
Cvrsti na sobna temperatura
Mnogu visoki temperaturi
natopewe
Kovaletni soedinenija
ne se cvrsti kako jonskite
soedinenija
generalno, imaat poniski
temperaturi na topewe
pomalku se rastvorlivi vo voda
Sproveduvaat elektricitet koga se
otkolku jonskite soedinenija,
rastvoreni vo voda
nivnite rastvori ne sproveduvaat
elektricitet
Jaki elektroliti
Nikakvi ili mnogu slabi
elektroliti
Strukturata e izgradena od joni so
sprotiven polne`
Tie se molekularni soedinenija
izgradeni od molekuli
[e}er
Mnogu e bitno da znaeme kako }e raspoznaeme
kakov e tipot na vrskata vo edno dadeno
soedinenie?
Linus Pauling 1901–94
Amerikanski hemi~ar
eden od retkite dobitnici na 2
Nobelovi nagradi
vo 1954 i 1962.
Pridonel kon raspoznavaweto na tipot na
vrskite vo soedinenijata
Elektronegativnost



Elektronegativnost e Relativna sposobnost na
atomite da privlekuvaat elektroni, kako sopstveni,
taka i od drugi atomi
Elektronegativnosta se zgolemuva odej}i od dolniot
lev agol sprema gorniot desen agol na periodniot
sistem
Fluor: najgolema elektronegativnost = 4.0
Elektronegativnost na elementite
Skala na Pauling
Svojstva na vrskite
Elektronegativnost-EN
NEpolarni kovalentni vrski => razl. vo EN = 0
Polarni kovalentni vrski => razl. vo EN 0 < EN < 1.5
Jonski vrski
=> razl. vo EN > 1.5
Od kakov tip se vrskite vo soedinenijata O=O; H2O; NaF?
Nepolarna kovalentna
O=O;
Polarna kovalentna vrska: H2O
Jonska vrska:
NaF
Kako znaeme? Gi gledame brojnite vrednosti za elektronegativnost
na atomite{to u~estvuvaat vo gradbata na edna vrska (od prethodnata tabela)
i pravime ednostavno razlika pome|u tie elektronegativnosti,
i od razlikata vo elektronegativnostite zaklu~uvame za kakva vrska se raboti.
Nepolarna kovalentna vrska
Polarna kovalentna vrska
Jonska vrska
VODORODNA VRSKA-EDNA
OD NAJBITNITE VRSKI vo UNIVERZUMOT,
BEZ NEA NITU `ivot na Zemjata, nitu NIE BI SME POSTOELE!!!
Eve zo{to:
Molekulata na voda ima mala molekulska masa od samo 18 (ili molarna masa
od 18 g/mol). Prose~nata molekulska masa na vozduhot e 27. E sega, bidej}i
molekulata na vodata ima mala masa, pomala od prose~nata molekulska masa
na vozduhot, vodata bi bila mnoooogu slabo privle~ena od zemjinata gravitacija i taa
ne bi se nao|ala vo dolnitesloevi na atmosferata, tuku bi izbegala vo gornite sloevi, a
tamunie ne bi mo`ele da ja koristime.
E toa ne e taka, zatoa {to kaj vodata postojat t.n. vodorodni vrski pome|u razli~nite
molekuli na voda.
Imeno, vrskata vo molekulata na voda e silno polarna, bidej}i
Kislorodot ima pogolem afinitet kon elektronite od kovalentnata vrska
so vodorodot (O ima pogolema elektronegativnost od H), i vo molekulata
na voda delot kade {to e O ima parcijalen negativen polne`, dodeka
delot kade {to se H-atomite ima pozitiven polne`. Taka, ako imame pove}e
molekuli na voda, doa|a do privlekuvawe na pozitivnite delovi (H-atomite)
od edna molekula na voda, so delovite so negativen polne`(O-atomite)
od druga sosedna molekula voda, pri {to se sozdava cvrsta vodorodna
vrska koja gi dr`i molekulite na voda silno povrzani vo edna kompaktna struktura
i zatoa vodata e te~na. Vo sportivno, ako nema vakva vodorodna vrska,
vodata bi bila vo gasna sostojba, i kako {to rekovme, taa ne bi postoela
Vo atmosferata, tuku }e otidela nagore kon stratosferata. A bez voda=nema `ivot!
Vodorodnata vrska e edna od najzna~ajnite vrski prisutni
Vo molekulite na DNA
Metalna Vrska-prisutna kaj metalite
-kaj metalnata vrska postojat delokalizirani elektroni vo
metalot, koi elektroni pripa|aat (se dvi`at slobodno)
podednakvo na site atomi od toj element.
Pra{awe
Sporedi gi O-O i O=O. Dali se o~ekuva O=O
vrskata da bide
Pojaka, poslaba, ili identi~no silna kako i O-O
vrskata?
Pra{awe
Dali o~ekuva{ O=O vrskata da bide
Podolga, pokratka, ili ednakvo dolga kako i O-O
vrskata?